Arquitectura do Universo

Escola Secundária de José Saramago
FQA – 10º ano
Marília Peres
“Nós
Nós somos Química e o
resto do Universo
também”
1
Introdução
«A coisa mais incompreensível
acerca do nosso Universo é que ele
pode ser compreendido.»
Albert Einstein
Estrutura do Universo
Galileu Galilei (1564-1642)
Johannes Kepler (1571-1630)
Contribuíram para a alteração da
convicção de que a Terra era o
centro do Universo.
2
Estrutura do Universo
Universo
é formado p
por
Espaço
intergalático
Galáxias
onde existem
Estrelas e
Sistemas
Planetários
Restos
de Estrelas
Poeiras
interestelares
Nebulosas
Estrutura do Universo
O Universo é tudo o que existe, existiu ou
existirá!
A cosmologia
l i é o estudo
t d científico
i tífi do
d Universo.
U i
Sistemas de Galáxias
Via Láctea
Sistema Solar
3
Estrutura do Universo
As galáxias
podem ter
várias formas
Fonte:
http://www.prof2000.pt/users/angelof/af16/ts_galaxias/bigga2.htm
Estrutura do Universo
Galáxias: aglomerados de milhões e milhões de estrelas
Galáxia Andrómeda
Nuvens de Magalhães
As galáxias mais próximas de nós,
visíveis no Hemisfério Sul.
4
Estrutura do Universo
Nebulosas:
Grandes nuvens gasosas,
compostas
fundamentalmente por
hidrogénio e algum hélio.
Nebulosa de Orion
Posição da Terra no Universo
Esta é uma viagem que começa e termina
com distâncias possíveis de serem
entendidas, apenas por meio de notação
científica.
Começa a 10 milhões de anos-luz (1023m)
e termina a 10-16 m de distância do nosso
p
planeta.
Boa-viagem!
5
10 milhões de
anos-luz (1023m)
de distância da
Via Látea.
Fonte: http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/scienceopticsu/powersof10/index.html
1 milhão de anosluz (1022m).
Torna-se visível a
espiral.
6
10.000 anos-luz
(1020m). Aparecem
estrelas da nossa
galáxia.
1.000 anos-luz
(1019m).
As estrelas dez
vezes mais perto.
7
100 anos-luz
(1018m). Nada
além de estrelas.
10 anos-luz
(1017m). Ainda
apenas estrelas.
8
1 ano-luz (1016m).
O Sol aparece
bem pequeno.
1015m - O Sol um
pouco maior.
9
1014m - O
Sistema Solar
começa a
aparecer.
1013m - O
nosso Sistema
Solar mais
definido.
10
1012m - Órbitas
de: Mercúrio,
Vênus, Terra,
Marte e Júpiter.
100 milhões de
quilómetros
(1011m).
Órbitas de:
Vênus, Terra e
Marte.
11
10 milhões de
quilómetros
(1010m). Parte
da órbita da
Terra.
1 milhão de
quilómetros
(109m). Pode
ser vista a
órbita da Lua.
12
100000 quilómetros
(108m). A Terra
ainda pequena.
10.000 quilómetros
(107m).
O hemisfério Norte
da Terra.
13
1.000
quilómetros
(106m). Foto
característica
de satélite.
100
quilómetros
(105m).
14
10 quilómetros
(104m). Mal se
distinguem os
bairros.
1 quilómetro
(103m). Já é
possível
praticar páraquedismo.
15
100 metros
(102m). Vista
típica de
helicóptero.
10 metros
(101m). Já se
distinguem as
folhas.
16
1 metro (100m).
Com o braço
esticado...
10 centímetros
(10-1m) ...
pode-se tocar
nas folhas.
17
1 centímetro (102m). É possível
sentir o cheiro
da folha.
1 milímetro
(10-3m). Os
vasos da folha
aparecem.
18
100 micro
(10-4m).
As células
aparecem.
10 micro
(10-5m).
... mais perto
19
1 micro (10-6m).
O núcleo das
células fica
visível.
1.000 angstrons
(10-7m).
Os
cromossomas
aparecem.
aparecem
20
100 angstrons
(10-8m). O DNA
pode ser
identificado.
1 nanómetro
(10-9m). Os
átomos ...
21
1 angstrom
(10-10m). Nuvens
de electrões num
átomo de
carbono.
10 picómetros
(10-11m). O
electrão ...
22
1 picómetro
(10-12m).
Espaço vazio
entre o núcleo
e as órbitas de
electrões.
l t õ
100 fentos
(10-13m).
O núcleo ainda
pequeno.
23
10 fentos
(10-14m).
O núcleo de
um átomo de
Carbono.
1 fento
10-15m).
Face a face
com um
p
protão.
24
100 atometros
16m).
(10-16
)
Examinando-se
as partículas
“quark”.
2.ª Parte
Escola Secundária de José Saramago
FQA – 10º ano 2011/2012
50
Marília Peres
25
A expansão do Universo
No início do século XX, descobriu-se que:
as galáxias,
lá i
na sua grande
d maioria
i i afastam-se
f t
umas das outras;
quanto mais distantes estão umas das outras,
mais depressa se afastam.
51
Marília Peres
A expansão do Universo
O padre e cosmólogo Belga Lemaître, expôs, em 1927,
uma teoria que chamou de "hipótese da átomo
primordial” propondo que o Universo teria tido um início
repentino.
Antes da descoberta de Milton Humason e Edwin Huble (1929)
Georges Lemaître (1894‐1966)
Em 1948 George Gamow e os seus
colaboradores desenvolveram a teoria sobre a
origem do Universo conhecida hoje por Big
Bang.
George Gamow (1904‐1968)
52
Adaptado de Amélia Fabião, 2011
26
A origem do Universo – Teoria do Big Bang
Marília Peres
53
Universo
(Olbers, 1823)
• Porque é que o Universo é escuro?
27
History of Our Universe
?
H
O
J
E
L
H
C
A origem do Universo – Teoria do Big Bang
1ª prova a favor: a expansão do
Universo.
2ª prova a favor: a descoberta da
radiação cósmica de microondas.
3ª p
prova a favor: a abundância dos
elementos químicos leves no
Universo (H e He).
Marília Peres
56
28
Milton Lasell Humason
1891 — 1972)
Em 1929, os astrónomos americanos
Milton Humason e Edwin Huble, na
sequência de observações efetuadas
no telescópio de Monte Palomar,
descobriram que as galáxias se
afastavam umas das outras com
g ande velocidade
grande
elocidade e que
q e a velocidade
elocidade
era directamente proporcional à
distância entre as galáxias.
O espaço entre as galáxias
está a crescer.
Então o Universo encontra-se
em expansão!
Edwin Hubble
(1889 —1953)
Adaptado de Amélia Fabião 2011
57
Radiação Cósmica de Fundo
“Resíduo” (actual) da primeira luz “livre” do Universo, emitida a t =380000
anos.
29
Limitações da Teoria do Big Bang
Porque ocorreu o Big Bang?
Havia algo antes do Big Bang?
Qual o destino do Universo?
Marília Peres
59
A origem do Universo – Outras teorias
Teoria da Expansão Permanente
Marília Peres
60
30
A origem do Universo – Outras teorias
Teoria do Universo Oscilante ou Pulsátil
Marília Peres
61
A origem do Universo – Outras teorias
Teoria do Estado Estacionário
Marília Peres
62
31
Escalas de comprimento, tempo e temperatura
Comprimento
d
Para exprimir distâncias ou comprimentos vulgares
usamos o metro (m) ou os seus múltiplos e
submúltiplos.
Tempo
t
No Sistema Internacional a unidade de tempo
p é o
segundo (s). Em Astronomia, porém, costuma-se
medir o tempo em anos:
1 ano = 365  24  60  60 = 3,2  107 s
Marília Peres
63
unidade astronómica
1 UA
Uma unidade astronómica (UA) é
distância média entre o Sol e a Terra
Terra.
a
1 UA = 1,50 x 1011 m
64
32
Tabela de Conversões
Tabela de conversões das unidades de distâncias
astronómicas na unidade SI de distância
Unidade
Astronómica
(UA)
Ano-Luz
(a. l.)
Parsec
(pc)
1,00 UA
1,60x10-5 a.l.
4,90x10-6 pc
6,31x104 UA
1,00 a.l.
0,31 pc
9,47x1015 m
2,06x105 UA
3,26 a.l.
1,00 pc
3,09x1016 m
metro
(m)
1,50x10
Marília Peres
11
m
65
Escalas de comprimento, tempo e temperatura
Temperatura
t (ºC)
t (ºF)
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33
Escalas de comprimento, tempo e temperatura
Temperatura
T (K) = t (ºC) + 273
t (ºF) = 1,8 x t (ºC) + 32
Marília Peres
67
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